CN109211577A - 一种滚动式脱扣机构 - Google Patents
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Abstract
一种滚动式脱扣机构，定位套为一台阶轴，定位套大台阶部中心有一凹槽，凹槽壁上有径向设置、可放入大钢珠的大通孔，和周向均布可落入小钢珠的小半球面槽；外圈内孔壁上轴向设有均布的半圆截面长槽；外圈壁上设有径向设置的预留通孔，该预留通孔与定位套的小半球面槽对应；芯轴前端周向开有一半圆截面环状槽；外圈的半圆截面长槽与定位套的大通孔、芯轴的半圆截面环状槽对应设置。外圈套在定位套大台阶部的凹槽外，大钢珠放置在定位套大通孔中并置入外圈中；芯轴前端装入定位套大台阶部的凹槽中，小钢珠和弹簧放入外圈的预留通孔里。本发明是一种能在锁紧与脱开两种状态下切换的装置，结构紧促、方便安装、操控简单可靠、无需借助动力源。
Description
技术领域
本发明涉及商用车乘员保护试验装置，具体是一种滚动式脱扣机构，应用于汽车被动安全碰撞领域。
背景技术
商用车乘员保护试验装置是针对GB26512-2011 《商用车驾驶室乘员保护》制作的试验台，滚动式脱扣机构是商用车乘员保护试验装置的一个部件。传统脱扣方式，比如常见的钳式脱扣机构，这种脱扣机构结构如同钳子，靠两臂张合完成脱开和锁紧。但是钳式结构占空间较大，无法解决安装空间问题，而且不便操作。插拔销子的方式完成锁紧与脱开，这种方式占空间不大，结构相对简单，但是这种方式只适合拉力很小的脱扣，大拉力下很难以脱开。
汽车安全试验过程中需要对被测物体（驾驶室）进行碰撞冲击，试验中主摆锤与辅摆架一起先被卷扬机拉升到一定高度，之后主摆锤与辅摆架分离，势能转化为动能完成碰撞冲击试验。辅摆架连接卷扬机钢索，主摆锤与辅摆架之间需要一个能在锁紧与脱开两种状态下切换的装置，锁紧时俩连接主摆锤及辅摆架由卷扬机抬升，脱开时主摆锤在重力作用下释放，这个装置称为脱扣机构。试验要求脱扣机构锁紧时能承受较大拉力，脱开时能轻松干脆释放。传统的脱扣装置承受较大拉力时，脱扣需要的操作力也很大量，靠人力难以操作，且释放不干脆，影响对碰撞冲击能量的控制精度。此外受工作与安装环境，需要一个结构紧促，自身体积与质量不大的机构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构紧促、方便安装、操控简单可靠、无需借助动力源的滚动式脱扣机构。
本发明的技术方案包括外圈、芯轴、定位套、大钢珠；定位套为一台阶轴，定位套大台阶部中心有一凹槽，凹槽壁上有径向设置、可放入大钢珠的大通孔，和周向均布可落入小钢珠的小半球面槽；外圈内孔壁上轴向设有均布的半圆截面长槽；外圈壁上设有径向设置的预留通孔，该预留通孔与定位套的小半球面槽对应；芯轴前端周向开有一半圆截面环状槽；外圈的半圆截面长槽与定位套的大通孔、芯轴的半圆截面环状槽对应设置。外圈套在定位套大台阶部的凹槽外，大钢珠放置在定位套大通孔中并置入外圈中；芯轴前端装入定位套大台阶部的凹槽中，小钢珠和弹簧放入外圈的预留通孔里，用螺钉固定。当外圈与定位套产生相对转动时，小钢珠被弹簧顶在定位套内壁径向的小半球面槽里，小钢珠一部分在外圈的预留通孔里，一部分进入定位套的小半球面槽内。
本发明所述外圈两端装有使大钢珠封入其中的挡圈装置。
本发明外圈内孔壁上轴向设有均布的半圆截面长槽为8个。
本发明所述外圈壁上设有径向设置的预留通孔为4个，放入4个小钢珠和弹簧。
本发明所述外圈上装有转柄。
本发明所述定位套上的大通孔为8个，放入8个大钢珠。
本发明所述定位套上的均布的小半球面槽为16个，其中8个与可放入大钢珠的大通孔在同一轴向位置。
本发明所述外圈内孔周向上开有环状浅槽，该环状浅槽被所述半圆截面长槽截断成8段；环状浅槽是大钢珠在外圈上的导轨，对滚珠有定位导向作用，并能降低接触面的压应力。
本发明安装主要包括6步。第一步：转柄安装在外圈上；第二步：钢珠安装到定位套的通孔里；第三步： 把安装好钢珠的定位套放到外圈里面；第四步：小钢珠和弹簧放入外圈预留孔里，然后用内六角螺钉固定。；第五步：把挡圈用外六角螺钉固定在外圈两侧端面上；第六步：把芯轴放入定位套的内孔中。
本发明采用旋转滚动模式，同过钢珠的在不同转动角度下的不同空间限位完成锁紧与脱开的切换。滚动式脱扣机构结构紧促，方便安装，操控简单可靠，手动即可，无需借助动力源。本发明也可用于其他需要脱扣的试验装置。
本发明是一种能在锁紧与脱开两种状态下切换的装置。本发明用于商用车驾驶室冲击试验，脱扣机构锁紧时连接主摆锤及辅摆架，由卷扬机抬升，脱开时主摆锤在重力作用下释放，完成对汽车驾驶室的冲击。主摆锤重达2吨，若用一般的脱扣方式，释放时需要很大力量操作，且释放不干脆，影响对碰撞冲击能量的控制精度。
与现有技术相比，本发明具有以下优点 ：
1）能承受较大拉力并由手动脱开，操作方便可靠，无需其他辅助动力源；
2） 由锁紧到完全脱开的分离过程位移很小，释放干脆；
3） 结构轻巧，便于制造；
4） 结构紧促，便于安装；
5） 结构轴向对称，工作部件在垂直于轴线的圆周方向均匀受力，防止局部应力集中与过度磨损。
附图说明
图1为滚动式脱扣装置结构示意图。
图2为滚动式脱扣装置装配图。
图3为外圈的局部装配图。
图4为外圈和定位套的局部装配图。
图5为钢珠在定位套上的装配图。
图6为芯轴锁紧状态剖面图。
图7为图6的侧视图。
图8为芯轴脱离状态剖面图。
图9为图8的侧视图。
图中，外圈1、芯轴2、定位套3、大钢珠4、挡圈5-1、挡圈5-2、转柄6、内六角螺钉7、弹簧8、小钢珠9、外六角螺钉10。
下面结合附图提供的实例对本发明进一步详述。
具体实施方式
图1中，转柄6安装在外圈1上；钢珠4放置在定位套3里，定位套3径向开有8个大孔通及16个小半球面槽；外圈1内孔轴向开有8条深槽，内孔径向上开有8条浅槽；芯轴2前端有半圆截面环状槽。钢珠4放置在定位套3表面的孔里并放入外圈1中。小钢珠9、弹簧8放入挡圈1预留的孔位里并用内六角螺钉7固定。把挡圈5-1、5-2通过外六角螺钉10固定在外圈1的两个端面上。把芯轴2插入到定位套3的孔中，使外圈1、定位套3、芯轴2安装到一起。所述外圈1相对于定位套3、芯轴2产生相对运动，整个机构安装完成。
转动安装在外圈1上的转柄6，外圈1相对于定位套3、芯轴2产生相对运动。所述放入外圈1中定位套3里的大钢珠4落到外圈1轴向的8条深槽里，此时芯轴2前端的半圆截面环状槽没被大钢珠4所卡住，芯轴2处于脱离状态；旋转转柄6使外圈1转动，外圈相对于定位套3产生相对运动，在定位套3里面的大钢珠4从外圈1里面轴向的深槽移动到了径向的浅槽，大钢珠4向芯轴2产生径向位移，芯轴2前端的半圆截面环状槽刚好被大钢珠4卡住，此时芯轴被夹紧固定住。
当转动安装在外圈1上的转柄6，外圈1相对定位套3转动，外圈里面的小钢珠9在弹簧8的作用下会落到定位套3的小半球面槽中，同时伴随着清楚的咔哒声，通过这样的咔哒声音就可以知道芯轴2是锁紧状态还是脱离状态。
图2中，芯轴2、定位套3、挡圈5-1都安装在外圈1上；定位套3和定位套通孔里面的大钢珠插入外圈1内，转柄6安装在外圈1上。
图3中，弹簧8、小钢珠9被内角螺钉7安装在外圈1上。外圈1内孔轴向开有8条深槽1-1，内孔周向上开有8段浅槽1-2。
图4中，外圈1与定位套3产生相对转动时，小钢珠9被弹簧8顶在定位套3内壁径向上的小半球面槽里，伴随有小钢珠9和定位套3上预留小半球面槽碰撞产生的咔哒声音，通过这样的阻尼和声响提示滚动式脱扣装置处于锁紧或者脱离的状态。7为内六角螺钉。
图5中，外圈1、定位套3、大钢珠4、内六角螺钉7、弹簧8、小钢珠9。
图6、图7中，为本发明芯轴锁紧时各个部件的位置关系，当外圈1旋转，定位套3上的钢珠4刚好落在外圈1内孔周向上的浅槽里，浅槽顶着钢珠4沿着定位套3上的通孔向芯轴2前端的半圆槽径向挤压，完成锁紧。
图8、图9中，为本发明芯轴脱离时各个部件的位置关系，当外圈1旋转，定位套3上的钢珠4刚好落在外圈1内孔径轴向上的深槽里，钢珠4沿着定位套3上的通孔与芯轴2前端的半圆槽径向产生间隙，完成脱离。
Claims (8)
1.一种滚动式脱扣机构，其特征在于：包括外圈（1）、芯轴（2）、定位套（3）、大钢珠（4）；定位套（3）为一台阶轴，定位套（3）大台阶部中心有一凹槽，凹槽壁上有径向设置、可放入大钢珠（4）的大通孔，和周向均布可落入小钢珠（9）的小半球面槽；外圈（1）内孔壁上轴向开有均布的半圆截面长槽；外圈（1）壁上设有径向设置的预留通孔，该预留通孔与定位套（3）的小半球面槽对应；芯轴（2）前端周向开有一半圆截面环状槽；外圈（1）的半圆截面长槽与定位套（3）的大通孔、芯轴（2）的半圆截面环状槽对应设置；外圈（1）套在定位套（3）大台阶部的凹槽外，大钢珠（4）放置在定位套（3）大通孔中并置入外圈（1）中；芯轴（2）前端装入定位套（3）大台阶部的凹槽中，小钢珠（9）和弹簧（8）放入外圈（1）的预留通孔里，用螺钉（7）固定。
2.根据权利要求1的所述的滚动式脱扣机构，其特征在于：所述外圈（1）两端装有使大钢珠（4）封入其中的挡圈装置。
3.根据权利要求1的所述的滚动式脱扣机构，其特征在于：外圈（1）内孔壁上轴向设有均布的半圆截面长槽为8个。
4.根据权利要求1的所述的滚动式脱扣机构，其特征在于：所述外圈（1）壁上设有径向设置的预留通孔为4个，放入4个小钢珠（9）和弹簧（8）。
5.根据权利要求1的所述的滚动式脱扣机构，其特征在于：所述外圈（1）上装有转柄（6）。
6.根据权利要求1的所述的滚动式脱扣机构，其特征在于：所述定位套（3）上的大通孔为8个，放入8个大钢珠（4）。
7.根据权利要求1所述的滚动式脱扣机构，其特征在于：所述定位套（3）上均布的小半球面槽为16个，其中8个与可放入大钢珠（4）的大通孔在同一轴向位置。
8.根据权利要求1的所述的滚动式脱扣机构，其特征在于：所述外圈（1）内孔周向上开有环状浅槽，该环状浅槽被所述半圆截面长槽截断成8段。
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